微特电机真题精选.docx
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微特电机真题精选.docx
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微特电机真题精选
微特电机真题精选
[填空题]
1电机中常用的永磁材料有哪几类,各有何特点?
参考答案:
①铝镍钴永磁材料:
温度系数小,剩余磁场强度较高,但矫顽力很低;退磁曲线呈非线性;使用前要进行稳磁处理。
②铁氧体永磁材料:
价格低廉,制造工艺简单,质量较轻;温度系数较大,剩磁密度不高,矫顽力较大;退磁曲线大部分接近直线;不能进行电加工。
③稀土永磁材料:
高剩磁密度,高矫顽力,高磁能积;稀土钴永磁价格昂贵,温度系数小,退磁曲线基本上是一条直线;钕铁硼永磁价格较便宜,温度系数较大,容易腐蚀,在高温下使用时退磁曲线的下半部分要产生弯曲。
[填空题]
2铝镍钴永磁电机在设计和使用时要注意哪些?
参考答案:
由于铝镍钴永磁材料的回复线和退磁曲线并不重合,在磁路设计制造时要进行稳磁处理。
铝镍钴永磁材料要事先进行稳磁处理,且在拆卸、维修之后再进行组装时,需再次整体饱和充磁和稳磁处理。
铝镍钴永磁材料矫顽力低,在使用过程中,严格禁止它与任何铁器接触。
为加强它的抗去磁能力,铝镍钴永磁磁极往往设计成长柱体或长棒体。
铝镍钴永磁材料硬而脆,可加工性能差,不宜设计成复杂的形状。
[填空题]
3永磁直流电动机与电励磁直流电动机结构上有什么相似和不同之处?
两者相比,永磁直流电动机有什么优点?
参考答案:
相似之处:
在电枢结构上基本相同。
不同之处:
在定子侧永磁直流电动机为永磁体,而电励磁直流电动机为电励磁磁极。
优点:
永磁电动机没有励磁绕组铜耗,因此相对而言效率更高;永磁电动机体积小质量轻、机械特性硬、电压调整率小。
[单项选择题]
4、直流伺服电动机的转速与励磁电流的关系是()
A.正比例关系
B.抛物线关系
C.反比例关系
D.两者无关
参考答案:
C
[填空题]
5永磁直流电动机有极靴的磁极结构有什么优点和缺点?
原因何在?
参考答案:
有极靴磁极结构既可起聚磁作用,提高气隙磁通密度,还可调节极靴形状以改善空载气隙磁场波形;负载时交轴电枢反应磁通路径经极靴闭合,对永磁磁极的影响较小。
缺点是漏磁系数大,负载时的气隙磁场的畸变较大。
原因:
极靴的存在使得永磁体不能直接面向气隙,主磁通就变小,漏磁系数变大;主磁通需经极靴闭合,使得负载时气隙磁场产生较大的畸变。
[填空题]
6在恒定有效值的交流电压励磁下的磁路,若运行时铁心中出现了一个空气隙,其励磁电流与磁路中的磁通将如何变化?
参考答案:
对于交流铁心线圈:
U=4.44f·N·φm
注:
—励磁电压有效值;f—励磁电压频率;N—励磁线圈匝数;m—通过线圈磁路的最大磁通
从上式可知:
U—不变,f、N不变,∴φm不变
也即磁路中磁通φ不变
又因为ΣN·I=Σф·Rm
即磁势的代数和是回路中各段磁压降的代数和
由于在运行中出现了空气隙,即总磁阻ΣRm增加了,即磁压降增加了;因为磁压降增加了,所以总磁势ΣΝ·I增加了。
当线圈匝数不变时,即励磁电流I增加了。
[填空题]
7已知一台永磁直流电动机,其电枢电压U=110V,电枢电流Ia=0.4A,转速n=3600r/min,电枢电阻Ra=50Ω,忽略空载转矩和电刷电压,试求:
(1)该运行状态下的电磁转矩;
(2)如果电动机运行中,由于温度升高永磁体励磁磁通减少了20%,在电枢电压和负载转矩保持不变的情况下,电枢电流、转速和电磁转矩各变化多少。
参考答案:
[填空题]
8异步电动机中的空气隙为什么必须做得很小?
参考答案:
异步电动机定、转子之间的空气隙越小,越能提高功率因数和减少励磁电流(即空载时流过定子绕组中的电流),所以异步电动机的空气隙应做得较小,一般为0.2~1.5毫米。
[填空题]
9永磁同步电动机表面凸出式转子结构釆用的如果是稀土永磁体,则可认为电机气隙是均匀的,为什么?
参考答案:
稀土永磁材料的相对回复磁导率接近于1,与空气相当,因此,永磁体内的磁路磁导等同于空气,气隙磁场的分布没有因磁极突出而改变,所以可认为电机气隙是均匀的。
[填空题]
10同步电动机在负载增加时,转速是否会下降?
参考答案:
同步电动机的转速只决定于电源频率和电机的极对数,当负载不超过一定限度,转子将始终以恒定的同步转速n0转动。
如果轴上负载超出一定限度,同步电动机将“失步”。
[填空题]
11位置传感器都有哪几种?
参考答案:
霍尔位置传感器、旋转变压器、光电编码器、磁性编码器。
[填空题]
12为了求出某一线圈的铁损、匝数,先将它接在一直流电源上,测得线圈电阻为1.75Ω,然后接在工频交流电源上,测得电压为120V,功率P=70W,电流I=2A,铁心中的磁通φ=0.0005Wb。
试求铁损和线圈的功率因素。
参考答案:
铜损:
PCu=I2·r=22×1.75=7(W)
铁损:
PFe=P-PCu=70-7=63(W)
功率因素:
cosφ=P/(I·U)=70/(2×120)=0.2917
[填空题]
13如何改变永磁无刷电动机的旋转方向?
参考答案:
在“三相Y联结,3状态,一相单向导通120°”驱动模式下,调换b、c两相的导通顺序可实现反向;在“三相Y联结,6状态,两相双向导通60°”驱动模式下,互换桥式电路上下桥臂的开通关断状态可实现反向。
[填空题]
14在下图中,输出变压器的副绕组有中间抽头,以便接8Ω或3.5Ω的扬声器,使二者都能达到阻抗匹配。
试求:
副绕组二部份的匝数之比N2/N3。
参考答案:
[填空题]
15简述直流伺服电动机的基本工作原理。
参考答案:
基于电磁感应定律和电磁力定律,当电枢两端接通直流电源时,电枢绕组中有电枢电流产生磁场,电枢磁场与气隙磁场相互作用,产生电磁转矩,电动机带动负载旋转。
改变电动机的输入参数,其输出参数也随之变化。
[填空题]
16一台三相异步电动机,接在频率为50Hz的三相电源上,已知在额定电压下满载运行时的转速为940rpm。
求电动机的极对数。
参考答案:
[填空题]
17两相交流伺服电动机的控制方式有哪些?
试就它们各自的特点作简要说明。
参考答案:
1、幅值控制:
控制电压与励磁电压之间的相位差始终保持90度电角度不变。
当Ua为最大值时气隙磁场为圆形旋转磁场,电动机为最高转速;当Ua为零时电动机停转。
2、相位控制:
控制电压的幅值保持不变。
当控制电压与励磁电压之间的相位差为90度时,电动机为最高转速;当相位差角为零时,电动机停转。
3、幅值—相位控制:
调节控制电压Ua的幅值时,励磁绕组电压Uf的幅值极其与控制电压Ua之间的相位差角都随之变化,从而使电动机转速得到调节。
当Ua为零时,电动机停转。
[填空题]
18一台三相异步电动机,接在频率为50Hz的三相电源上,已知在额定电压下满载运行时的转速为940rpm。
求额定条件下转子相对定子旋转磁场的转差。
参考答案:
额定条件下,转子相对定子旋转磁场的转差△n=n0-nN=1000-940=60(rpm)
[填空题]
19步进电动机的步距角由哪些因素决定?
步进电动机的转速是由哪些因素决定的?
参考答案:
步进电动机的步距角由相数、转子齿数以及通电方式决定。
步进电动机的转速由绕组通断电的频率决定。
[单项选择题]
20、磁路中,产生磁通的源叫做磁势,用Fm表示,通常其强弱取决于()
A.电流与线圈匝数的乘积
B.磁感应强度
C.磁通量
D.磁阻
参考答案:
A
[填空题]
21怎样改变步进电动机的转向?
参考答案:
改变绕组轮流通电的顺序可改变步进电机的转向。
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[单项选择题]
22、额定电压为220V/110V的单相变压器,高压边漏电抗为X1=0.3Ω,则折合到副边后电抗大小为()
A.0.3Ω
B.0.6Ω
C.0.15Ω
D.0.075Ω
参考答案:
D
[填空题]
23简述理想线性化开关磁阻电动机的工作原理。
绕组电感,电流与转子位置角的关系如何?
参考答案:
工作原理:
利用磁阻的不等,磁通总向磁阻小的路线集中,通电的定子以磁力吸引铁磁性的转子,使磁力产生切向分力,即产生对转子的转矩。
定子的通电循序是根据转子位置传感器检测到的转子位置相对应的最有利于对转子产生向前转动转矩的那一相定子通电,转过一定角度后又由下一个最有利于转子产生转矩的一相通电。
不断变换通电的定子绕组相序,使转子连续朝一个方向转动。
[单项选择题]
24、电压互感器的副边绕组()
A.匝数很大
B.不允许短路
C.绝对不允许开路
D.不允许接地
参考答案:
B
[填空题]
25试述直线感应电动机的工作原理,其同步速度决定于什么?
如何改变运动的速度和方向?
参考答案:
将三相感应电动机展开后得到直线感应电动机,通入定子三相绕组的三相对称正弦电流,直线感应电动机气隙中的定子磁场是平移的,其中初级与次级间在电磁上的作用关系没有改变,次级导条在气隙磁场的切割下感应出电动势并产生电流,导条电流与气隙磁场作用产生电磁推力,从而实现了机电能量转换。
[填空题]
26单对极自整角机的主要结构型式有哪些?
简要说明他们的结构特点及其优缺点。
参考答案:
1、定子隐极,转子凸极结构 其定子铁芯槽中嵌入三相整步绕组;励磁绕组集中安放在凸极转子极间区域内,通过两组电刷和集电环引出。
优点:
提高比整步力矩并产生阻尼效应;减小发送机的电气误差,提高精度。
2、定子凸极,转子隐极结构 其单相励磁绕组安放在定子凸极铁芯上,而转子隐极铁芯槽中嵌入三相整步绕组,并通过三组电刷和集电环引出。
优点:
只有当自整角机转子转动时电刷和集电环才通电流,故集电环的工作条件好;由于转子铁芯槽中布置了三相对称绕组,因此,转子平衡条件好。
缺点:
转子重量大,集电环数目多,摩擦力矩较大,精密较低。
3、定、转子均为隐极结构 其定子绕组和转子绕组都可以作为励磁绕方。
当转子绕组作为励磁方时,定子铁芯上布置三相对称整步绕组,转子铁芯上布置励磁绕组和正交阻尼绕组。
优点:
能改善输出电动势波形以及消除反应力矩,提高自整角变压器的精度。
[单项选择题]
27、根据直流电动机的机械特性方程式,得到固有机械特性曲线,其理想空载转速为n0,当电枢回路串接电阻后,得到一人为机械特性曲线,其理想空载转速为n0′,则()
A.n0′< B.n0′< C.n0′=n0特性硬度降低 D.n0′>n0特性硬度降低 参考答案: C [填空题] 28什么叫失调角? 参考答案: 发送机与接收机的转子位置角之差。 [单项选择题] 29、三相异步电动机在额定电压和频率下运行时,若负载发生变化,则旋转磁场的每极磁通() A.基本不变 B.随负载增大而增大 C.随负载增大而减小 D.变化不一定 参考答案: A [填空题] 30什么叫整步转矩? 参考答案: 直轴磁场与交轴整步绕组磁动势相互作用产生的电磁转矩。 [单项选择题] 31、在额定电压下运行的三相异步电动机,如负载在额定负载附近变动,电机的转速() A.不变 B.变化较大 C.稍有变化 D.不稳定 参考答案: C [填空题] 32简要说明正余弦旋转变压器的工作原理。 参考答案: 参数相同、空间上轴线正交的两相对称励磁正弦绕组(一次绕组)施加电压时,励磁电流产生正弦分布的直轴脉振磁场作用于与励磁绕组相同参数、相同空间结构的输出正弦绕组(二次绕组)产生与角位置有关的感应电动势(Ur1=KuUs1cosθ+KuUs2sinθ/Ur2=KuUs1sinθ+KuUs2cosθ),当转子转动时,由于励磁绕组和输出绕组的相对位置发生变化,因而输出绕组感生的电动势也发生变化,实现输出为随转子转角作正余弦函数变化的电气信号的角位传感电机。 [单项选择题] 33、在机床电气控制中,要求液压泵电动机起动后主轴电动机才能起动,若用接触器KM1控制液压泵电动机,KM2控制主轴电动机,则在此控制电路中必须() A.将KM1的常闭触点串入KM2的线圈电路中 B.将KM2的常开触点串入KM1的线圈电路中 C.将KM1的常开触点串入KM2的线圈电路中 D.将KM2的常闭触点串入KM1的线圈电路中 参考答案: C [填空题] 34出永磁体的恒磁动势源形式的等效磁路是什么? 参考答案: [填空题] 35励直流电动机的降压调速时,最大静差度越大,则调速范围也越大,对不对? 为什么? 参考答案: 对。 降压调速时: 其机械特性曲线与固有机械特性曲线平行,n0下降,即转速降Δn在调速前后是一样的。 因为静差度δ=Δn/n0,δ大,表明n0小 而调速范围D=nmax/nmin nmax指的是调速前的稳定工作点时的转速; nmin指的是调速后的稳定工作点时的转速; 显然n0越低,nmin也越低,也即D越大。 [填空题] 36实际应用时,永磁体最佳工作点应如何设置(考虑的因素)? 参考答案: (1)当退磁曲线具有拐点时,首先要进行最大去磁工作点(bmh,hmh)的校核,使其高于退磁曲线的拐点(B.k,hk),即bmb>bk或hmb; 在保证不失磁的前提下追求尽可能大(通常不是最大)的有效磁能。 (2)永磁体的最佳利用不一定导致电机的最佳设计,因为影响电机设计的因素除永磁体尺寸外还要考虑结构、工艺和某些性能的特殊要求。 因为此设计电机首先着眼于最佳电机设计,有时只好放弃永磁体的最佳利用。 一般取0.60~0.85,这需要根据对电机的具体要求,经过方案比较后确定。 必须同时满足最佳工作点公式和永磁体及磁路所确定的表达式。 实际中不得不偏离最佳工作点: 1. 退磁曲线有拐点时,要进行最大去磁工作点校核,使其高于的拐点,并有裕度。 在不失磁的前提下追求尽可能大的有效磁能。 2永磁体的最佳利用服从于电机的最佳设计,一般bnN=0.60~0.85。 在保证不失磁的前提下追求尽可能大(通常不是最大)的有效磁能。 [填空题] 37一台三相异步电动机,如果把转子抽掉,而在定子绕组上加以三相额定电压,会产生什么后果? 参考答案: 如果把转子抽掉,则磁路中的气隙将大大增加,即磁阻增大,因而在定子绕组上加以三相额定电压,由此产生的磁通也是额定的则此时的励磁电流增加很多,以致烧毁定子绕组。 [填空题] 38永磁直流电机电枢反应产生的原因有哪些? 对永磁体磁极有何影响? 应如何进行永磁体工作点的校核? 参考答案: 气隙磁场发生畸变,换向困难; 磁路饱和时,有去磁效应; 可能影响永磁体工作状态,需要最大去磁时工作点校核。 极靴对电枢反应的影响 1.无极靴时: 交轴电枢反应的去磁效应较小,通常不考虑;但需要进行最大去磁时工作点的校核。 2.有软铁极靴且足够厚时: 交轴电枢磁势对永磁体基本上无影响,对气隙磁场有畸变和去磁作用。 [填空题] 39某一铁心线圈,接于电压U=100V,频率f=50Hz的正弦交流电源上,其电流I1=5A,功率因素cosφ1=0.7。 若将此线圈中的铁心抽出,再接于上述电源上,测得线圈中的电流I2=10A,功率因素cosφ2=0.05,若不计漏磁。 此线圈在具有铁心时的铜损和铁损为多少? 参考答案: 设线圈绕组电阻为r 则在铁心抽出情况下有: I2·Ucosφ2=I22·r ∴r=U·cosφ2/I2=100×0.05/10=0.5(Ω) 此线圈在有铁心情况下: 铜损: Pcu=I21·r=52×0.5=12.5(W) 总功耗 P=I1Ucosφ1=5×100×0.7=350(W) 铁损: PFe=P-PCu=350-12.5=337.5(W) [填空题] 40概括SRD的主要优点和缺点。 参考答案: 优点 ①较大电机利用系数(Utilization factor)。 ②结构简单,成本低,适用于高速。 比通常认为最简单的鼠笼式感应电动机还要简单。 转子结构对转速限制小,可做成高速电机。 ③功率电路简单可靠。 转矩方向与电流方向无关,只需单方向电流,功率电路可做到每相一个功率开关,无直通故障隐患(hidden danger)。 ④可控参数多,调速性能好。 可控参数有: 相开通角,相关断角, 相电流幅值,相绕组电压等。 易实现软起动和四象限运行。 ⑤高起动转矩,低起动电流,适用于频繁起停及正反向转运行。 ⑥效率高,损耗低。 缺点 1.有转矩脉动,影响了开关磁阻电动机低速运行性能。 2.开关磁阻电动机传动系统的噪声与振动比一般电动机大。 3.SRM电动机的出线头较多。 [填空题] 41有一单相照明变压器,容量为10KVA,电压为3300/220V,今欲在副边接上40W,220V的白炽灯,如变压器在额定情况下运行,这种灯泡可接多少个? 原、副边的额定电流又为多少? 变比为多少? 参考答案: ∵s1=s2=s 即 I1U1=I2·U2=S ∴原边额定电流 I1=S/U1=10000/3300=3.03 (A) 副边额定电流 I2=S/U2=10000/220=45.45 (A) 变比 K=U1/U2=3300/220=15 又∵一盏白炽灯流过的电流为: I.=P′/U′=40/220=0.18 (A) ∴可接这种灯泡的盏数为: N.I2/I′=45.45/0.18=252.5 取整数: N=252(盏) [填空题] 42单相异步电动机的类型主要有哪几种? 参考答案: 1.电容启动式电动机 2.罩极式电动机 3.电阻起动式电动机 [填空题] 43一台直流他励电动机,其额定数据如下: PN=2.2KW,UN=Uf=110V,nN=1500 rpm,ηN=0.8,Ra=0.4Ω,Rf=82.7Ω。 试求: ①额定电枢电流IaN②额定励磁电流IfN③励磁功率Pf④额定转矩MN⑤额定电流时的反电势EN⑥直接启动时的启动电流IQ⑦如果要使启动电流不超过额定电流的2倍,启动电阻RT为多少? 此时启动转矩MQ又为多少? 参考答案: ①IaN=PN/(ηN·UN)=2200/(0.8×110)=25 (A) ②IfN=UN/Rf=110/82.7=1.33 (A) ③Pf=I2fN·Rf=1.332×82.7=146.3(W) ④MN=9.55·PN/nN=9.55×2200/1500=14 (N·m) ⑤EN=UN-IaNRa=110-25×0.4=100 (V) ⑥IQ=UN/Ra=110/0.4=275 (A) ⑦若需: I′Q=2IaN=2×25=50(A) 须电枢回路串电阻RT 即I′Q=UN/(Ra+RT) 即RT=UN/I′Q-Ra=110/50-0.4=1.8 (Ω) ∵励磁电路没有变化 ∴主磁通φN不会有变化 ∴MQ=CMφN·I′Q=9.55CEφN·I′Q=9.55·I′Q·EN/nN=955×50×100/1500=31.8(N·m) [填空题] 4440齿三相步进电动机在双三拍工作方式下步距角为()度,在单、双六拍工作方式下步距角为()度。 参考答案: 3;1.5 [填空题] 45当变压器运行效率最高时,其不变损耗()可变损耗。 参考答案: 等于 [填空题] 46自整角机是一种能对()偏差自动整步的感应式控制电机,旋转变压器是一种输出电压随()变化的信号元件,步进电动机是一种把()信号转换成角位移或直线位移的执行元件,伺服电动机的作用是将输入()信号转换为轴上的角位移或角速度输出。 参考答案: 转角;转子转角;电脉冲;电压控制 [填空题] 47两台并联运行的变压器,短路阻抗标么值小的变压器所分配的负载() 参考答案: 大 [填空题] 48直线电机按照工作原理来区分,可分为()、()和()三类。 参考答案: 直线直流电机;直线进步电机;直线同步电机 [填空题] 49如交流绕组的线圈节距用空间电角度Y1表示时,其基波分量短距系数KY1=() 参考答案: [填空题] 50异步测速发电机性能技术指标主要有()、()、()和()。 参考答案: 线性误差;最大线性工作转速;负载电阻;输出斜率 [填空题] 51三相异步电动机的最大转矩与转子电阻() 参考答案: 无关 [填空题] 52小功率同步电动机可分为()、()、()等。 参考答案: 永磁式;磁阻式;磁滞式 [填空题] 53同步发电机气隙增大,其同步电抗将() 参考答案: 减小 [填空题] 54装在用户附近的一台调相机,在负载比较小的夜间为改善长线末端电压应使调相机处于()状态。 参考答案: 欠励 [填空题] 55直流电机电枢反应性质取决于电刷的() 参考答案: 空间位置 [单项选择题] 56、变压器铁心在叠装时由于装配工艺不良,铁心间隙较大,空载电流将() A.减小 B.增大 C.不变 D.没关系 参考答案: B [填空题] 57简述自耦变压器的优点。 参考答案: ①减少铁心面积缩小总尺寸,占地面积减小。 ②副边绕组匝数不变,导线截面积减小节省用铜量降低成本。 [填空题] 58说明为什么异步电动机的功率因数总是滞后的? 参考答案: 异步电动机的参数只包括电抗和电阻、电动机负载变化时,只是电阻值变化,因此无论什么情况,异步电机的功率因数总是滞后的。 [单项选择题] 59、Z正、Z负分别为变压器正、负序阻抗,则() A.Z正>Z负 B.Z正=Z负 C.不确定 参考答案: B [填空题] 60罩极式单相异步电动机的旋转方向总是固定不变的由()。 参考答案: 罩住的部分向未罩住的方向旋转
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